RU2667330C1 - Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission - Google Patents

Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission Download PDF

Info

Publication number
RU2667330C1
RU2667330C1 RU2017119569A RU2017119569A RU2667330C1 RU 2667330 C1 RU2667330 C1 RU 2667330C1 RU 2017119569 A RU2017119569 A RU 2017119569A RU 2017119569 A RU2017119569 A RU 2017119569A RU 2667330 C1 RU2667330 C1 RU 2667330C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
focusing
sound velocity
results
matrix
Prior art date
Application number
RU2017119569A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Богдан Григорьевич Заяц
Сергей Иванович Рудницкий
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова"
Priority to RU2017119569A priority Critical patent/RU2667330C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2667330C1 publication Critical patent/RU2667330C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/04—Systems determining presence of a target

Abstract

FIELD: sonar.SUBSTANCE: claimed object belongs to passive location (in particular, sonar location) and can be used, for example, when creating a monitoring system for a situation in a protected marine economic zone. Claimed method involves receiving signals by the device of one receiving position, spatial selection by the received signals, incoherent accumulation over time of the results of spatial selection, making decisions about the detection of marks from the goals based on the results of accumulation over time, formation, based on the results of detection of each mark of direction bearing lines, constructing a matrix of antenna response values distributed over the focusing ranges in the direction of the formed direction bearing lines for a set of sound velocity values, selecting from the matrix the largest value of the antenna response value, determining the focusing distance and the effective sound velocity corresponding to a given value, from the determined effective sound velocity, a refined position direction line is determined, coordinates of a noisy object are determined from the distance of the focusing and direction bearing line.EFFECT: aim of the claimed technical solution is to ensure the determination of the coordinates detected by one receiving position.1 cl, 2 dwg

Description

Заявляемый объект относится к области пассивной гидролокации и может быть использован, например, при создании системы мониторинга обстановки в охраняемой морской экономический зоне.The inventive object relates to the field of passive sonar and can be used, for example, to create a system for monitoring the situation in the protected marine economic zone.

Как правило, комплекс задач, решаемых в известных гидроакустических пассивных системах мониторинга, включает только обнаружение сигналов шумоизлучения (ШИ) морских целей (т.е. обнаружение отметок) и измерение их пеленгов с использованием одиночных шумопеленгаторных станций. Современные гидроакустические пассивные системы мониторинга функционирующие в условиях «мелкого моря» имеют в своем составе антенны большого пространственного размера и осуществляют обнаружение шумящих объектов в зоне Френеля антенны. Основу описанных в известных источниках способов обнаружения сигналов шумоизлучения морских объектов (см., например, Колесникова И.К., Румынская И.А. Основы гидроакустики и гидроакустические станции. - Л.: Судостроение, 1970, - С. 250-255; Простаков А.Л. Электронный ключ к океану. - Л.: Судостроение, 1978. - С. 21-23; Гусев В.Г. Системы пространственно-временной обработки гидроакустической информации. - Л. Судостроение, 1988. - С. 47-51; Евтютов А.П., Митько В.Б. Примеры инженерных расчетов в гидроакустике. - Л.: Судостроение, 1981. - С. 69-78, а также способы обнаружения сигналов шумоизлучения морских объектов по патентам РФ №2145426, 2316791 и 2373553) составляет совокупность операций,, обеспечивающих прием сигналов на фоне помех, измерение мощности предполагаемого (т.е. обнаруживаемого) сигнала в каждом направлении наблюдения и принятии решения об обнаружении отметок целей при превышении порога соответствующими результатами измерения мощности. Как отмечено выше, при обнаружении каждой отметки в известных аналогах реализуется измерение направления прихода соответствующего ей сигнала, т.е. ее пеленгование. Последняя операция описана, например, в цитированной выше книге Колесниковой И.К. и Румынской И.А. (см. с. 227…236).As a rule, the complex of tasks solved in the known hydroacoustic passive monitoring systems includes only the detection of noise signals (SHI) of marine targets (i.e., the detection of elevations) and the measurement of their bearings using single noise-finding stations. Modern passive acoustic monitoring systems operating in the “shallow sea” environment include large spatial antennas and detect noisy objects in the Fresnel zone of the antenna. The basis of methods for detecting noise signals from marine objects described in well-known sources (see, for example, Kolesnikova I.K., Romanian I.A. Fundamentals of hydroacoustics and hydroacoustic stations. - L .: Sudostroenie, 1970, - P. 250-255; Prostakov AL Electronic key to the ocean. - L .: Shipbuilding, 1978. - P. 21-23; Gusev VG Systems of spatio-temporal processing of hydroacoustic information. - L. Sudostroenie, 1988. - P. 47-51 ; Evtyutov AP, Mitko VB Examples of engineering calculations in hydroacoustics. - L .: Sudostroenie, 1981. - P. 69-78, as well as methods for signal detection The noise emission of marine objects according to RF patents No. 2145426, 2316791 and 2373553) is a set of operations that ensure the reception of signals against interference, measuring the estimated (i.e., detectable) signal power in each direction of observation and deciding whether to detect target marks when exceeding threshold corresponding power measurement results. As noted above, when each mark is detected in known analogues, the direction of arrival of the corresponding signal is measured, i.e. her direction finding. The last operation is described, for example, in the book of I.K. Kolesnikova quoted above. and Romanian I.A. (see p. 227 ... 236).

Задача определения направления на морские объекты и дистанции до них по излученным ими шумовым гидроакустическим сигналам в условиях мелкого моря осложнена тем, что в низкочастотной области (до 200 Гц) имеется многомодовый характер распространения гидроакустических сигналов. Для снижения ошибок оценивания пеленга и дистанции требуется применять согласованную со средой обработку (см., например, Баронкин В.М. «Статистические методы анализа звуковых полей в океане» в кн. «Акустика океанической среды», М. «Наука» 1989, 186-202). Для построения согласованной обработки необходимо знать амплитудную и фазовую характеристики мод, для определения параметров мод в районе установки антенн шумопеленгаторных станций необходимо проводить специально организованные калибровочные работы, что не всегда возможно. Предлагаемый способ позволяет без проведения калибровочных работ провести согласование приемного тракта к условиям многомодового распространения гидроакустических сигналов.The task of determining the direction of marine objects and their distance from emitted hydroacoustic signals emitted by them in a shallow sea is complicated by the fact that in the low-frequency region (up to 200 Hz) there is a multimode propagation pattern of hydroacoustic signals. To reduce the errors of bearing and distance estimation, it is required to use processing that is consistent with the environment (see, for example, V. Baronkin, “Statistical Methods of Analysis of Sound Fields in the Ocean” in the book “Acoustics of the Oceanic Environment”, M. “Science” 1989, 186 -202). To build consistent processing, it is necessary to know the amplitude and phase characteristics of the modes; to determine the parameters of the modes in the area where the antennas are installed, it is necessary to carry out specially organized calibration work, which is not always possible. The proposed method allows without calibration work to coordinate the receiving path to the conditions of multimode propagation of hydroacoustic signals.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ обнаружения шумящих объектов, входящий в состав объекта по патенту РФ No 2526896 на «Способ определения местоположения объектов в пассивной системе мониторинга» (прототип). Ниже приводится сравнительно подробное описание прототипа до операции 5 включительно, далее приводятся операции, входящие в заявляемый объект Блок-схема прототипа представлена на фиг.1, где обозначены:The closest in technical essence to the claimed object is a method for detecting noisy objects, which is part of the object according to the patent of the Russian Federation No. 2526896 on "Method for determining the location of objects in a passive monitoring system" (prototype). The following is a comparatively detailed description of the prototype prior to operation 5 inclusive, the following are the operations included in the claimed object The block diagram of the prototype is presented in figure 1, where indicated:

1 - прием сигналов (не менее чем) двумя приемными позициями;1 - receiving signals (not less than) by two receiving positions;

2 - пространственная селекция;2 - spatial selection;

3 - некогерентное накопление сигналов по времени;3 - incoherent accumulation of signals over time;

4 - принятие решений об обнаружении отметок целей;4 - making decisions on the detection of target marks;

5 - формирование пеленгационных линий положения;5 - formation of direction finding lines of position;

6 - определение расстояний между каждой из двух приемных позиций системы и точками пересечения пеленгационных линий положения;6 - determination of the distances between each of the two receiving positions of the system and the points of intersection of direction finding lines of position;

7 - измерение уровней принимаемых сигналов, соответствующих обнаруженным отметкам;7 - measurement of the levels of received signals corresponding to the detected marks;

8 - пересчет измеренных уровней к точкам пересечения пеленгационных линий положения;8 - recalculation of the measured levels to the points of intersection of direction finding lines of position;

9 - формирование функций разности результатов пересчета уровней сигналов;9 - the formation of the difference functions of the results of the conversion of signal levels;

10 - определение координат целей.10 - determination of the coordinates of targets.

Недостатком прототипа является то, что для получения оценок дистанции до шумящего объекта необходимо использование более одной приемной позиции и в случае наличия в зоне обзора нескольких шумящих объектов возникает необходимость в проведении идентификации отметок. Предлагаемый способ позволяет выполнить оценку пеленга и дистанции до шумящего объекта в условиях многомодового распространения сигналов с одной приемной позиции за счет использования фокусировки с учетом кривизны фронта волны (см. например Евтютов А.П., Митько В.Б. «Инженерные расчеты в гидроакустике», Л.: Судостроение, 1988. - С. 25), при этом отпадает необходимость в проведении идентификации целей.The disadvantage of the prototype is that to obtain estimates of the distance to a noisy object, it is necessary to use more than one receiving position, and if there are several noisy objects in the field of view, it is necessary to identify the marks. The proposed method allows to evaluate the bearing and distance to a noisy object under conditions of multimode propagation of signals from one receiving position due to the use of focusing taking into account the curvature of the wave front (see, for example, Evtutov AP, Mitko VB “Engineering calculations in sonar” , L .: Shipbuilding, 1988. - S. 25), while there is no need to carry out identification of goals.

Далее приводится описание прототипа. Отличие заявляемого объекта от прототипа заключается в использовании только одной приемной позиции.The following is a description of the prototype. The difference between the claimed object from the prototype is to use only one receiving position.

Операция 1 (прием сигналов двумя (для прототипа) одной (для заявляемого объекта) приемными позициями) предусматривает преобразование акустических сигналов в каждой приемной позиции в электрические. В каждой из приемных позиций она реализуется, например, так же, как в объекте по патенту РФ №2316791, а именно гидроакустической антенной решеткой, содержащей, в частности, совокупность из N гидрофонов. См. также, например, А.П. Евтютов, В.Б. Митько. Примеры инженерных расчетов в гидроакустике. Л. Судостроение, 1981, с. 116, рис. 1.8).Operation 1 (receiving signals by two (for the prototype) one (for the claimed object) receiving positions) provides for the conversion of acoustic signals in each receiving position into electrical ones. In each of the receiving positions, it is implemented, for example, in the same way as in the object according to the patent of the Russian Federation No. 2316791, namely, a hydroacoustic antenna array, containing, in particular, a set of N hydrophones. See also, for example, A.P. Evtutov, V.B. Mitko. Examples of engineering calculations in sonar. L. Shipbuilding, 1981, p. 116, fig. 1.8).

Операция 2 (пространственная селекция) реализуется посредством формирования в приемной позиции веера приемных характеристик направленности (пространственных каналов обработки). Операция пространственной селекции показана на рис. 1.8. с. 15 (позиции 1 и 2) в «Справочнике по гидроакустике» А.В. Евтютова и др. Л. Судостроение. 1982. Блок-схема устройства формирования веера приемных характеристик направленности приведена в цитированном «Справочнике …» на рис. 1.10, с. 16. В итоге выполнения операции 2 в приемной позиции сформированы, например, временные реализации сигналов, соответствующих каждому пространственному каналу обработки. Совокупность выходов устройства, реализующего данную операцию (она показана на рис. 1.10 цитированного «Справочника …»), подключена к входам показанных на этом рисунке блоков фильтров 4; строго говоря, сигналы с отводов линий задержки (позиция 3 на рис. 1.10) передаются на входы фильтров 4 не непосредственно, а через сумматоры (на рис. 1.10. сумматоры не показаны; они заменены на этом рисунке сплошными и пунктирными прямыми линями, пересекающими совокупность регистров сдвига). На выходе каждого из упомянутых сумматоров формируется сигнал, соответствующий одному из пространственных каналов обработки.Operation 2 (spatial selection) is implemented through the formation in the receiving position of the fan of the receiving directional characteristics (spatial processing channels). The operation of spatial selection is shown in Fig. 1.8. from. 15 (positions 1 and 2) in the "Reference on hydroacoustic" A.V. Evtyutova et al. L. Shipbuilding. 1982. A block diagram of a device for forming a fan of receiving directivity characteristics is given in the cited "Reference ..." in Fig. 1.10, p. 16. As a result of performing operation 2 in the receiving position, for example, temporary implementations of signals corresponding to each spatial processing channel are generated. The set of outputs of the device that implements this operation (it is shown in Fig. 1.10 of the cited "Directory ...") is connected to the inputs of the filter blocks 4 shown in this figure; strictly speaking, the signals from the taps of the delay lines (position 3 in Fig. 1.10) are not transmitted directly to the inputs of the filters 4 but through the adders (in Fig. 1.10. the adders are not shown; they are replaced in this figure by solid and dashed straight lines intersecting the set shift registers). At the output of each of the said adders, a signal is generated corresponding to one of the spatial processing channels.

Операция 3 (некогерентное накопление сигналов по времени) показана в цитированном «Справочнике …» на рис. 1.8 (позиции 3, 4 и 5) как совокупность операций полосовой фильтрации, детектирования и осреднения по времени, реализуемых в каждом пространственном канале обработки в приемной позиции.Operation 3 (incoherent accumulation of signals over time) is shown in the cited "Reference ..." in Fig. 1.8 (positions 3, 4 and 5) as a set of band-pass filtering, detection and time averaging operations implemented in each spatial processing channel at the receiving position.

Операция 4 (принятие решений об обнаружении отметок целей) в приемной позиции реализуется, например, аналогично объектам, описанным в цитированной выше книге Колесниковой И.К., Румынской И.А. Основы гидроакустики и гидроакустические станции. - Л.: Судостроение, 1970, - С. 250-255, упомянутым выше объектам по патентам РФ №2145426, 2316791 и 2373553, а также книге Тюрина A.M. и др. Основы гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1966, - С. 191-209, и предусматривает принятие решения об обнаружении отметок цели (или целей) при превышении порога соответствующими результатами выполнения операции некогерентного накопления сигналов по времени.Operation 4 (making decisions on detecting target marks) in the receiving position is implemented, for example, similarly to the objects described in the book cited above by I. Kolesnikova, I. Romanovskaya Basics of sonar and sonar stations. - L .: Shipbuilding, 1970, - S. 250-255, the aforementioned objects according to patents of the Russian Federation No. 2145426, 2316791 and 2373553, as well as the book of A. Tyurin. et al. Fundamentals of hydroacoustics. - L .: Shipbuilding, 1966, - S. 191-209, and provides for the adoption of a decision on the detection of target marks (or goals) when the threshold is exceeded by the corresponding results of the operation of incoherent accumulation of signals over time.

Операция 5 (формирование пеленгационной линии положения, т.е. определение углов между, например, осью начала отсчета пеленгов, ориентированной в направлении на Север, и направлением на отметку) реализуется согласно цитированной выше книге И.К. Колесниковой и И.А. Румынской (см. с. 227…236), или книге Э.Ф. Свиридова «Сравнительная эффективность моноимпульсных радиолокационных систем пеленгации». Л. Судостроение, 1964. Например, в варианте фазового пеленгования эта операция реализуется посредством измерения разности фаз сигналов, сформированных по двум половинам приемной антенны; возможен и вариант реализации операции пеленгования, приведенный в описании объекта по патенту РФ №2316791 (в описании данного изобретения это операция 3). В результате выполнения данной операции формируются пеленгационные линии положения, каждая из которых характеризуется параметром θq q - номер отметки, по которой сформирована пеленгационная линия положения в приемной позиции. Указанный угол θq, как отмечено выше, есть угол между упомянутой осью начала отсчета пеленгов и направлением из приемной позиции на q-ю отметку; каждый из указанных углов отсчитывается от упомянутой оси по часовой стрелке.Operation 5 (formation of a direction-finding line of position, i.e., determination of angles between, for example, the axis of the bearing origin of the bearings oriented in the North direction and the direction to the mark) is implemented according to the book of I.K. Kolesnikova and I.A. Romanian (see p. 227 ... 236), or the book of E.F. Sviridova “Comparative efficiency of monopulse radar systems of direction finding”. L. Shipbuilding, 1964. For example, in the phase direction finding variant, this operation is realized by measuring the phase difference of the signals generated by the two halves of the receiving antenna; an embodiment of the direction finding operation is also possible, as described in the description of the object of the RF patent No. 2316791 (in the description of the present invention, this is operation 3). As a result of this operation, direction-finding lines of position are formed, each of which is characterized by the parameter θ q q - the number of the mark along which the direction-finding line of the position is formed in the receiving position. The specified angle θ q , as noted above, is the angle between the aforementioned bearing axis of the bearing and the direction from the receiving position to the qth mark; each of the indicated angles is counted from the said axis clockwise.

Операция 5 может выполняться над данными в тех пространственных каналах обработки (характеристиках направленности), в которых обнаружены отметки, и с учетом углов ориентации соответствующих этим канатам характеристик направленности. Этому соответствует показанная на фиг. 1 связь между операциями 4 и 5.Operation 5 can be performed on data in those spatial processing channels (directivity characteristics) in which marks are detected, and taking into account the orientation angles of the directivity characteristics corresponding to these ropes. This corresponds to that shown in FIG. 1 relationship between operations 4 and 5.

Данная операция 5 в вариантах классического, например амплитудного моноимпульсного пеленгования, выполняется над результатами выполнения операции 2 (этот вариант связи между операциями 2 и 5 на фиг. 1, а также и фиг. 2 не показан), а в случае ее выполнения на основе соотношения уровней результатов некогерентного накопления сигналов по времени (как это описано, например, в книге «Применение цифровой обработки сигналов» под ред. Э. Оппенгейма. М. Мир, 1980, с. 325 или в описании объекта по патенту РФ №2316791 на «Способ обнаружения сигналов шумоизлучения морских объектов) - над результатами выполнения операции 3; в последнем случае указанные уровни результатов некогерентного накопления сигналов по времени, вырабатываемые при выполнении операции 3, либо передаются на вход операции 5 по показанной на фиг. 1 (а также фиг. 2) связи, либо транслируются операцией 4 на вход операции 5. Указанные варианты реализации операции формирование пеленгационных линий положения (над результатами выполнения операции либо 2, либо 3) между собой эквивалентны.This operation 5 in variants of the classical, for example, amplitude monopulse direction finding, is performed on the results of operation 2 (this variant of the connection between operations 2 and 5 in Fig. 1, as well as in Fig. 2 is not shown), and if it is performed based on the relation levels of the results of incoherent accumulation of signals over time (as described, for example, in the book “The Use of Digital Signal Processing” under the editorship of E. Oppenheim. M. Mir, 1980, p. 325 or in the description of the object of RF patent No. 2316791 on “Method noise detection marine objects) - on the results of the operation 3; in the latter case, the indicated levels of the results of incoherent accumulation of signals over time, generated by performing operation 3, or are transmitted to the input of operation 5 as shown in FIG. 1 (as well as Fig. 2), the communication is either transmitted by operation 4 to the input of operation 5. The indicated options for implementing the operation are the formation of direction-finding lines of position (above the results of the operation, either 2 or 3) are equivalent to each other.

Блок-схема заявляемого объекта представлена на фиг. 2. Операции 1…5 блок-схемы на фиг. 2 по своим названиям, выполняемым функциям и взаимодействию между собой совпадают с операциями прототипа, фигурирующими под соответствующими номерами 1-5 на блок-схеме фиг. 1. за исключением того, что прототип использует две приемные позиции, а заявляемый объект - одну. Новые в сравнении с прототипом операции на фиг. 2 обозначены:The block diagram of the claimed object is presented in FIG. 2. Operations 1 ... 5 of the flowchart of FIG. 2 in their names, performed functions and interaction among themselves coincide with the operations of the prototype, appearing under the corresponding numbers 1-5 in the block diagram of FIG. 1. with the exception that the prototype uses two receiving positions, and the claimed object - one. New in comparison with the prototype operation in FIG. 2 are indicated:

6 - построение матрицы по дальностям фокусировки в направлении сформированных пеленгационных линий положения для набора значений скорости звука;6 - construction of a matrix according to the focusing distances in the direction of the formed direction finding lines of position for a set of sound velocity values;

7 - определение дистанции до объекта;7 - determination of the distance to the object;

8 - формирование уточненной пеленгационной линии положения с использованием эффективного значения скорости звука;8 - formation of an updated direction finding line of position using the effective value of the speed of sound;

9 - определение координат шумящего объекта.9 - determination of the coordinates of a noisy object.

Операция 6 (построение матрицы по дальности в направлении сформированных пеленгационных линий положения для набора значений скорости звука) реализуется следующим образом. В направлении сформированных пеленгационных линий положения проводится формирование характеристик направленности для различных дальностей фокусировки с учетом кривизны фронта волны (см. например Евтютов А.П., Митько В.Б. «Инженерные расчеты в гидроакустике», Л.: Судостроение, 1988. - С. 25). Для каждого значения дальности Ri фокусировка производится для набора значений скорости звука - Cj(ƒ). Строится матрица значений величины отклика антенны G(ƒ,θq,Ri,Cj) (формула 1) для I значений дальности фокусировки с шагом ΔR и j значений скорости звука с шагом ΔС.Operation 6 (building a matrix in range in the direction of the formed direction finding lines of position for a set of sound velocity values) is implemented as follows. In the direction of the direction finding lines formed, directional characteristics are formed for different focusing ranges taking into account the curvature of the wave front (see, for example, Evtutov AP, Mitko VB “Engineering Calculations in Hydroacoustics”, L .: Sudostroenie, 1988. - С . 25). For each value of the range R i, focusing is performed for a set of values of the speed of sound - C j (ƒ). A matrix of values of the antenna response value G (ƒ, θ q , R i , C j ) (formula 1) is constructed for I values of the focusing distance with a step ΔR and j values of the speed of sound with a step ΔС.

Figure 00000001
Figure 00000001

где: Хk(ƒ) - вектор входного сигнала на частоте ƒ для антенны, состоящей из N приемников;where: X k (ƒ) is the vector of the input signal at a frequency ƒ for an antenna consisting of N receivers;

θq - направление сформированных пеленгационных линий положения;θ q is the direction of the formed direction finding lines of position;

хn, уn - координаты n-го гидрофона на декартовой плоскости;x n , n n - coordinates of the nth hydrophone on the Cartesian plane;

Cj(ƒ) - значения скорости звука, для которых производится формирование характеристики направленности антенны приемной позиции, лежащие в диапазоне от Снач. до Скон., I=(Скон.-Снач.)/ΔС.C j (ƒ) - values of the speed of sound for which the directivity of the antenna of the receiving position is formed, lying in the range from C beg. to C con. , I = (C end. -C beginning ) / ΔC.

Операция 7 (определение дистанции до объекта). В матрице определяется номер строки и столбца максимального элемента Mmaxi, Mmaxj (значение близко к единице). По номеру строки определяется расстояние до источника шумоизлучения Rиш=ΔR⋅Mmaxi, по номеру столбца определяется эффективное значение скорости звука Сэф(ƒ)=Cнач.+ΔC⋅Mmaxj, наилучшим образом подходящее для формирования характеристики направленности в данных гидролого-акустических условиях, при данных взаимных расположениях антенны приемной позиции и источника шумоизлучения (в смысле максимального значения отношения сигнал/помеха на выходе пассивной системы мониторинга).Operation 7 (determining the distance to the object). The row and column number of the maximum element M maxi , M maxj (the value is close to one) is determined in the matrix. The line number determines the distance to the noise source R ish = ΔR⋅M maxi , the effective speed of sound C eff (эф) = C beg. + ΔC⋅M maxj , which is best suited for the formation of directivity characteristics under given hydrological and acoustic conditions, given the relative positions of the receiving position antenna and the noise source (in the sense of the maximum signal to noise ratio at the output of a passive monitoring system).

Операция 8 (формирование уточненной пеленгационной линии положения с использованием эффективного значения скорости звука). Вычисляется столбец матрицы G(ƒ,θq) (формула 2) для определенных в операции 7 эффективного значения скорости звука Сэф и расстояния до источника шумоизлучения Rиш.:Operation 8 (formation of an updated direction finding line of position using the effective value of the speed of sound). The column of the matrix G (ƒ, θ q ) is calculated (formula 2) for the effective values of the sound speed С eff and the distance to the noise source R ish determined in step 7 . :

Figure 00000002
Figure 00000002

Указанная процедура убирает смещение оценки пеленга на шумящий источник, достигающее иногда 20°-40°, как указывается в статье В.Н. Кравченко, А.В. Гринюк «О возможности согласованной с гидроакустическим волноводом обработки сигналов в мелком море» (Труды XIII всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». С. 89. СПб. 2016.This procedure removes the offset of the bearing estimate by a noisy source, sometimes reaching 20 ° -40 °, as indicated in the article by V.N. Kravchenko, A.V. Grinyuk “On the Possibility of Signal Processing in the Shallow Sea Coordinated with a Hydroacoustic Waveguide” (Proceedings of the XIII All-Russian Conference “Applied Technologies for Hydroacoustic and Hydrophysics”. P. 89. SPb. 2016.

Операция 9 (определение координат шумящего объекта). Определяются координаты шумящего объекта в полярных координатах по известному углу пеленгационной линии положения шумящего объекта и дистанции до него.Operation 9 (determining the coordinates of a noisy object). The coordinates of the noisy object in polar coordinates are determined by the known angle of the direction-finding line of the position of the noisy object and the distance to it.

Claims (1)

Способ обнаружения шумящих объектов гидроакустической пассивной системой мониторинга, заключающийся в приеме сигналов аппаратурой приемной позиции, отличающийся тем, что прием сигнала ведется на одну приемную позицию, пространственная селекция по принятым сигналам в приемной позиции, некогерентное накопление по времени результата пространственной селекции, принятие решений об обнаружении отметок от целей по результатам накопления по времени, формирование по результатам обнаружения каждой отметки пеленгационных линий положения, построение матрицы значений величины отклика антенны, распределенных по дальностям фокусировки в направлении сформированных пеленгационных линий положения для набора значений скорости звука, выбор из матрицы наибольшего значения величины отклика антенны, определение дистанции фокусировки и эффективной скорости звука, соответствующих наибольшему значению величины отклика антенны, определение уточненной пеленгационной линии положения по найденной из матрицы эффективной скорости звука, определение координат шумящего объекта по дистанции фокусировки и уточненной пеленгационной линии положения.A method for detecting noisy objects by a hydroacoustic passive monitoring system, which consists in receiving signals by the receiving position equipment, characterized in that the signal is received at one receiving position, spatial selection by received signals in the receiving position, incoherent time accumulation of the spatial selection result, decision making on detection marks from goals according to the results of accumulation over time, formation according to the results of detection of each mark of direction-finding lines of position, p the structure of the matrix of values of the antenna response values distributed over the focusing distances in the direction of the generated direction finding lines of position for a set of sound velocity values, the selection of the largest values of the antenna response values from the matrix, the determination of the focusing distance and the effective sound velocity corresponding to the largest values of the antenna response values, the definition of the updated direction finding position lines from the effective sound velocity found from the matrix, determining the coordinates of a noisy object by dist antsii focusing and refined direction finding line of position.
RU2017119569A 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission RU2667330C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119569A RU2667330C1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119569A RU2667330C1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2667330C1 true RU2667330C1 (en) 2018-09-18

Family

ID=63580518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119569A RU2667330C1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2667330C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2711432C1 (en) * 2018-11-06 2020-01-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of passive determination of coordinates of hydroacoustic radiation sources
CN110794409A (en) * 2019-10-21 2020-02-14 哈尔滨工程大学 Underwater single beacon positioning method capable of estimating unknown effective sound velocity
RU2724962C1 (en) * 2019-11-27 2020-06-29 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method of determining coordinates of a marine noisy target
RU2810698C1 (en) * 2023-05-15 2023-12-28 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for passively determining spatial position of detected underwater object noisy in sea using positional stationary hydroacoustic complex

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835448A (en) * 1972-05-10 1974-09-10 Thomson Csf Multibeam steering system for a circular section acoustic transducer array
RU2300118C1 (en) * 2005-08-29 2007-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection noisy objects in the sea
RU2444747C1 (en) * 2010-06-30 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) Method of determining bearing of noisy object
RU2526896C1 (en) * 2013-04-08 2014-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Method of locating objects in passive monitoring system
RU2550576C1 (en) * 2014-01-30 2015-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method to measure distance to noisy object
RU2584721C1 (en) * 2015-04-06 2016-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Passive-active acoustic method of detection and localisation of gas leaks in gas-liquid medium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835448A (en) * 1972-05-10 1974-09-10 Thomson Csf Multibeam steering system for a circular section acoustic transducer array
RU2300118C1 (en) * 2005-08-29 2007-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection noisy objects in the sea
RU2444747C1 (en) * 2010-06-30 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) Method of determining bearing of noisy object
RU2526896C1 (en) * 2013-04-08 2014-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Method of locating objects in passive monitoring system
RU2550576C1 (en) * 2014-01-30 2015-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method to measure distance to noisy object
RU2584721C1 (en) * 2015-04-06 2016-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Passive-active acoustic method of detection and localisation of gas leaks in gas-liquid medium

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2711432C1 (en) * 2018-11-06 2020-01-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of passive determination of coordinates of hydroacoustic radiation sources
CN110794409A (en) * 2019-10-21 2020-02-14 哈尔滨工程大学 Underwater single beacon positioning method capable of estimating unknown effective sound velocity
RU2724962C1 (en) * 2019-11-27 2020-06-29 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method of determining coordinates of a marine noisy target
RU2810698C1 (en) * 2023-05-15 2023-12-28 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for passively determining spatial position of detected underwater object noisy in sea using positional stationary hydroacoustic complex

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7852709B1 (en) Sonar system and process
RU2667330C1 (en) Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission
KR101740157B1 (en) Optimal Search Position/Depth Determination Method using SONOBUOY
RU2634787C1 (en) Method of detecting local object against background of distributed interference
RU2711406C1 (en) Method of classification of hydro acoustic signals of marine objects noise emission
KR101685084B1 (en) A method to estimate the shape of towed array sonar and an apparatus thereof
RU2653956C1 (en) Method of determination of present position data in the bistatic mode of hydrospace detection
RU2724962C1 (en) Method of determining coordinates of a marine noisy target
RU2703804C1 (en) Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means
JP2012189499A (en) Signal processor, searching device, signal processing program, and signal processing method
KR101480834B1 (en) Target motion analysis method using target classification and ray tracing of underwater sound energy
Lee et al. Source Information Estimation Using Enemy's Single-Ping and Geographic Information in Non-cooperative Bistatic Sonar
KR101837845B1 (en) System and method for obtaining information of underwater target
Gunes Performance comparison of ToA and TDOA based tracking in underwater multipath environments using bernoulli filter
RU2660292C1 (en) Method for determining object immersion depth
AU2012244785B2 (en) Method and device for determining target parameters
JP6922262B2 (en) Sonar image processing device, sonar image processing method and sonar image processing program
RU2797161C1 (en) Methods for determining coordinates of a sea target emitting noise
RU2812119C1 (en) Methods for determining coordinates of sea target emitting noise
RU2625716C1 (en) Method of measuring sound on route
Wilson et al. Shallow water beamforming with small aperture, horizontal, towed arrays
RU2797780C1 (en) Method for passive determination of coordinates of a noise-generating object in the sea
Min et al. Localization of impulsive sources in the ocean using the method of images
RU2516602C1 (en) Method to determine depth of object submersion
RU2655642C2 (en) Method of the noisy objects detecting by passive hydro acoustic monitoring system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190606